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装配式建筑节能技术研究

2018-07-27王汉青汪婷婷

中国科技纵横 2018年10期
关键词:低碳装配式建筑节能

王汉青 汪婷婷

摘 要:随着经济社会的发展,人们对建筑节能、环保的要求越来越高。装配式建筑作为一种用预制构件进行现场装配的建筑样式,在材料使用以及建筑结构方面都体现出节能、低碳的优势,在国内建筑领域获得了较为广泛的应用。本文通过分析装配式建筑的概念及特点,对其节能技术进行探讨。

关键词:低碳;节能;装配式建筑

中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)10-0006-02

近年来,我国建筑行业获得了飞速的发展,但建筑领域的高耗能现象却是愈加突出,因此对节能、环保型建筑的研究倍受瞩目。当然,我们既要不断追求节能环保的目标,又要避免为了实现节能目的而过于提高建筑成本,应结合当地实际选择合理的建筑结构样式。本文就装配式建筑节能技术展开研究。

1 装配式建筑

装配式建筑,首先在工厂里制备预制的构件,然后在施工现场完成组装,主要应用的是冷压轻钢结构以及各类轻质材料,该种建筑样式具有保温、隔音、防火、抗震等方面的优势,而且节能环保效果也较为理想。其建筑结构形式主要有以下几种:

(1)砌块建筑,主要是由预制的块材进行墙体的搭建,多用于3~5层建筑,若适当提高材料强度,还可进一步提高层数。该种结构形式具有如下优点,较强的适用性,建造简单,施工快速,成本较低,还可充分利用工业废料。(2)板材建筑,主要是由预制的楼板、墙板等材料搭建而成,板材建筑可以有效的降低结构重量,扩大房屋面积,还具有很好的防震效果,其内墙板大多是钢筋混凝土材料的实心板或空心板。如图1所示,为地震灾区重建用装配式示范房之一。(3)盒式建筑,属于工程化程度较高的一种结构样式,现场装配方便、快捷,不管是结构部分还是家具、饰品等全都是在工厂里提前做好的。(4)升板建筑,大部分施工操作都是在地面进行的,避免了高空作业的危险性,同时节省了脚手架的使用,并可有效减少现场面积。该种建筑样式,多选用无梁楼板或着双向密肋楼板,柱距较大,楼板的负载能力较强,可用于大型商场、仓库等建筑。升层建筑,则是在升板建筑的基础上发展而来的,在地面上预先安装好内外墙体,再进行提升。升层建筑的使用,可加快工程进度,特别是场地受限的区域较为适用。(5)骨架板材建筑,主要是由预制的骨架、板材构成。骨架多为钢筋混凝土材料,也有选用钢和木制作骨架再与板材组合,多用于轻型建筑中。该种结构样式在结构上较为合理,可有效减轻建筑物的重量,内部隔断灵活,在多层建筑上较为适用。

2 装配式建筑的特点

2.1 设计多样

当前,许多建筑的设计样式并不能完全满足人们对房屋功能的需求,过多的承重墙导致分隔凌乱,已有的空间不能被充分利用。而装配式建筑的使用,则可以进行更加灵活的分割,进而满足住户在居住功能方面的需要,无论是大厅堂还是多居室都可以随意搭配。轻质隔墙的采用,可以有效的增大房屋可用面积。

2.2 功能全面

节能效果好,通过保温层的设置,天气冷时可减少对暖气的消耗,天气热时可减少对空调的使用;隔音效果好,墙体具有很强的隔音能力,而且各个构件之间的空隙也比较小,可以有效阻隔外部产生的杂音,在房间内创造一个安静、舒适的环境;防火效果好,所使用的建筑材料具有不燃或难燃的特性,因此可有效地防止火灾事故的发生;抗震效果好,所使用多是轻质性材料,可有效减轻建筑的重量,实现充分连接,具有很强的抗震性能。

2.3 工厂化生产

装配式建筑中的各个构件都可在工厂进行预制,生产效率高、质量好。外墙板利用定制模具进行制作,再通过喷涂、烘烤可提高其美观性。塑钢门窗的使用越来越多,逐渐取代了以往的木制、钢制门窗,并通过高效的机械化设备来生产。涂料等室内装饰材料都实现了流水线生产,不仅具有很高的生产效率,且有着统一的质量标准。而且,在生产过程中,可以对材料的各项性能进行调控,以满足用户的特定需要。

2.4 装配化施工

各种建筑构件生产完成后,运送至项目现场,安排专门人员进行组装。与传统建筑模式相比,所需施工流程明显减少,比如和泥、抹灰等环节都不再需要。装配式建筑的使用,有着多个方面的优势:加快施工速度,缩减项目工期;减少施工人员数量,降低劳动成本的同时,作业流程更加有序;施工造成的杂物、污水、噪音明显减少,对周边环境的影响减小;严格遵照装配流程施工,工序简洁,可保证质量。如图2所示,为围护墙现场组装情况。

3 装配式建筑节能技术研究

3.1 围护墙结构热工性能

一般来说,装配式建筑都会在墙面外侧装上一个挂板,以用于装配钢筋混凝土,并在挂柱的内侧装设了一个XPS板,厚度一般设计为21mm,固定在外墙内侧,确保稳定牢靠,此外,在墙面的外侧与间层之间还添加有棉保温板,起到了很好的保温效果。

3.2 建筑节能的应用

对于装配式建筑来说,可以结合当地的气候环境及自然条件,进行相应的设计,以起到很好的节能环保效果。通过不同形式墙体的构建,在节能性能方面可以达到国家制定的节能标准,据研究表明,装配式建筑可比一般建筑形式节约58%的能耗。具体来说,是在温度较高的地区,借助墙面内预制的隔热板将外部环境的热能予以隔断,而且墙体之间还会实现热对流,因此,确保了房屋内部的清凉;而在寒冷的季节,借助墙面内具有导热功能的保温材料,起到很好的保温效果,因此能够随着室内温度的改变而随之升温或降温。

3.3 屋面及外窗节能应用

当前,装配式建筑的屋面多采用EPS-复合保温面板、防水面板等。各种面板可以直接安装在墙面上,并在面板夹层进行相应材料的填充,在屋面上涂抹泥浆保护层,大约为25mm厚,使得屋面传热功率低于0.3W。外窗的设计多采用塑钢窗,具有很好的保温效果。装配式建筑的地面处理,多数情况下是自上而下施工的,假如地面面层厚度为20mm,就可以使用水泥砂浆找平层,假如超过了60mm,就可以使用复合式保温面层,假如超过了70mm可使用细石混凝土材料,假如超过了100mm,则热阻值应大于1.6W。

3.4 抗震性能及防火性能

外墙一般采用的是建筑挂板,由混凝土材料制成;内墙一般采用的是通过物理发泡生成的泡沫式条板。其往往有着較为理想的隔热性能,能够有效地提高板面的耐火性;建筑挂板则选用钢制挂件,可有效防止因高温炙烤而出现断裂等情况,从而可显著改善建筑房屋的防火性能。研究发现,装配式建筑还有着很好的抗震性能。通过钢柱、钢梁等安全构件的设置,可以使整个建筑的稳固性大大提高,使得各个墙面等部分成为一个坚固的整体,从而明显改善建筑房屋的抗震能力。举例来说,在震台上进行试验,依据相应的标准,在对建筑模型施以多个强度的震动时,房屋各层并未出现剧烈震动,模型保持完好。而震动造成的破坏主要是集中在周围裂缝处或者是铆钉松动处,在地震波达到了0.3g以后,开始出现外挂松动情况,在地震波达到了0.5g时,顶面的外挂结构发生了部分脱落,一层建筑外墙出现部分缝隙,但是在当时的试验过程中并未出现过大面积的脱落滑移现象。

4 结语

总的来说,随着我国经济的飞速发展,国内建筑行业也迎来了一个高速发展时期,同时人们对建筑节能的要求也是越来越高。其中,装配式建筑的使用,在节能环保方面有着巨大优势,作为一种用预制构件进行现场装配的建筑样式,具有设计多样、功能全面、工厂化生产、装配化施工等特点,无论是在建筑构造上还是在材料使用上都起到了节能、低碳的效果,值得大力推广。

参考文献

[1]本刊讯.“装配式建筑混凝土框架结构关键技术研究”通过验收[J].墙材革新与建筑节能,2017(2):50-50.

[2]王骅,薛蕊.低碳节能装配式建筑技术研究[J]. 建筑技术,2013,44(9):792-794.

[3]朱龙奎.长效节能型装配式建筑体系成套技术的研发与应用[J].建筑施工,2017,39(3):399-401.

[4]丁悦.绿色节能装配式建筑成套技术研究与应用[J].山西建筑,2017,(3):194-196.

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